1.如圖所示，電場中某區(qū)域的電場線分布，a、b是電場中的兩點，則( )
A. a點的場強(qiáng)比b點小
B. 負(fù)的點電荷在a點具有的電勢能一定為負(fù)值
C. 電子由a點運(yùn)動到b點，電勢能變大
D. 正電荷在a點由靜止釋放，它只在靜電力作用下運(yùn)動的軌跡與電場線一致
2.如圖所示，電源內(nèi)阻等于燈泡的電阻，當(dāng)開關(guān)閉合?；瑒幼冏杵骰挥谀澄恢脮r，水平放置的平行板電容器間一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)將滑動變阻器滑片由該位置向a端滑動，則( )
A. 燈泡將變亮，R中有電流流過，方向豎直向上
B. 液滴帶正電，在滑片滑動過程中液滴將向下做勻加速運(yùn)動
C. 電源的路端電壓增大，輸出功率也增大
D. 滑片滑動過程中，帶電液滴電勢能將減小
3.1831年10月28日，法拉第展示了人類歷史上第一臺發(fā)電機(jī)——圓盤發(fā)電機(jī)，如圖為法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖，銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸，圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場B中，圓盤以角速度ω順時針旋轉(zhuǎn)(從上往下看)，則( )
A. 圓盤轉(zhuǎn)動過程中電流沿a到b的方向流過電阻R
B. 圓盤轉(zhuǎn)動過程中Q點電勢比P點電勢低
C. 圓盤轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的電動勢大小與圓盤半徑成正比
D. 若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍
4.在例題中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間t的變化關(guān)系為B(t)=0.3?0.1t(SI)，其他條件不變，在0～6s內(nèi)( )
A. 金屬框內(nèi)感應(yīng)電流先沿順時針方向后沿逆時針方向
B. 金屬框受到的安培力先向上后向下
C. 細(xì)繩上的拉力有可能等于金屬框的重力
D. 3s時金屬框內(nèi)的感應(yīng)電流為零
5.由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長相同的甲、乙兩個正方形閉合線圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但所用導(dǎo)線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍?，F(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時由靜止開始下落，一段時間后進(jìn)入一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的邊界水平，且磁場的寬度大于線圈的邊長，如圖所示。不計空氣阻力，已知下落過程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平。甲的下邊開始進(jìn)入磁場時以速
度v做勻速運(yùn)動，下列判斷正確的是( )
A. 若乙的上邊進(jìn)入磁場前也做勻速運(yùn)動，則速度大小為12v
B. 甲和乙進(jìn)入磁場的過程中，通過導(dǎo)線的電荷量之比為2：1
C. 一定是甲先離開磁場，乙后離開磁場
D. 甲、乙下邊開始離開磁場時，一定都做減速運(yùn)動
二、多選題：本大題共3小題，共15分。
6.如圖所示，圓心為O、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。M、N點在圓周上且MON為其豎直直徑。現(xiàn)將兩個比荷k相同的帶電粒子P、Q分別從M點沿MN方向射入勻強(qiáng)磁場，粒子P的入射速度為v1=v，粒子Q的入射速度為v2= 3v，已知P粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡恰為14圓弧，不計粒子的重力，不計粒子間的相互作用，下列說法正確的是( )
A. 粒子P帶正電，粒子Q帶負(fù)電
B. 粒子P和粒子Q的周期和角速度相同
C. 粒子Q的軌道半徑為3vkB
D. 粒子P和粒子Q在磁場中的運(yùn)動時間之比為32
7.1930年，物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明了世界上第一臺回旋加速器，因此獲得1939年諾貝爾物理學(xué)獎，回旋加速器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，置于真空中的兩D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直，A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子(不計初速度)在加速器中被加速，其加速電壓恒為U，且加速過程中忽略相對論效應(yīng)和重力的影響，下列說法正確的是( )
A. 帶電粒子第1次和第2次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比r1：r2=2：1
B. 帶電粒子在加速器中第1次和第2次做圓周運(yùn)動的時間分別為t1和t2，則t1：t2=1：1
C. 兩D形盒狹縫間的交變電場的周期T=πmqB
D. 帶電粒子離開回旋加速器時獲得的動能為B2q2R22m
8.如圖，空間等距分布無數(shù)個垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，豎直方向磁場區(qū)域足夠長，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T，每一條形磁場區(qū)域?qū)挾燃跋噜彈l形磁場區(qū)域間距均為d=1m?，F(xiàn)有一個邊長l=0.5m、質(zhì)量m=0.2kg，電阻R=1Ω的單匝正方形線框，以v0=8m/s的初速度從左側(cè)磁場邊緣水平進(jìn)入磁場，下列說法正確的是( )
A. 線框剛進(jìn)入第一個磁場區(qū)域時，加速度大小為10 2m/s2
B. 線框穿過第一個磁場區(qū)域過程中，通過線框的電荷量為零
C. 線框從開始進(jìn)入磁場到豎直下落的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為6.4J
D. 線框從開始進(jìn)入磁場到豎直下落過程中能穿過5個完整磁場區(qū)域
三、實驗題：本大題共1小題，共12分。
9.新能源汽車已經(jīng)普遍走進(jìn)了我們的生活，某實驗小組通過網(wǎng)絡(luò)查找了某種知名的電池銘牌，電池采用的是“刀片電池”技術(shù)。現(xiàn)將一塊電芯拆解出來，測得長為960mm，寬為90mm，用游標(biāo)卡尺準(zhǔn)確測量其厚度，結(jié)果如圖1所示，然后測量其電動勢E和內(nèi)阻r。由此可知：

(1)一塊刀片電芯厚度為______mm。
(2)為了減小實驗誤差，圖2中電表①應(yīng)與電表②的接線柱______連接。(填“A”或“B”)
(3)正確連接電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，記錄多組U和I的值，并以U為縱坐標(biāo)、I為橫坐標(biāo)，作出的U?I圖像如圖3所示，則該干電池的電動勢E= ______V、內(nèi)阻r= ______Ω。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
(4)請同學(xué)們寫出如圖電流表(使用0.6A量程)和電壓表(使用3V量程)的讀數(shù)：______A、______V。
四、計算題：本大題共3小題，共48分。
10.某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖所示，A為粒子加速器，加速電壓U1=5×103V；B為速度選擇器，磁場與電磁正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=0.1T，兩板間距離為d=5cm；C為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2=0.5T。今有一質(zhì)量為m=1.0×10?25kg、電荷量為q=1.6×10?18C的正粒子(不計重力)，經(jīng)加速后，該粒子恰能通過速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運(yùn)動。求：
(1)粒子經(jīng)過加速器后的速度v為多大？
(2)速度選擇器兩板間電壓U2為多大？
(3)粒子在B2磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑R為多大？
11.如圖所示，厚度為?，寬度為d的金屬導(dǎo)體板放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于板的兩個側(cè)面向里，當(dāng)電流通過導(dǎo)體板時，在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A′之間會產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。
(1)達(dá)到穩(wěn)定時，導(dǎo)體板上下側(cè)面的電勢哪個高？
(2)若測得上側(cè)面A和下側(cè)面A′之間的電壓為U1，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，求此時電子做勻速直線運(yùn)動的速度為多少？
(3)由于電流和電壓很容易測量，因此霍爾效應(yīng)經(jīng)常被用于檢測磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。若已知該導(dǎo)體內(nèi)部單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n，電子電量為e，測得通過電流為I時，導(dǎo)體板上下側(cè)面的電壓為U，求此時磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。
12.如圖，足夠長的導(dǎo)軌寬L=1.0m，軌道平面與水平面的夾角為α=37°，定值電阻R1=3.0Ω，R2=6.0Ω，其余電阻不計，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1.0T，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上。有一質(zhì)量為m=0.5kg、電阻忽略不計的金屬桿，垂直導(dǎo)軌放置，現(xiàn)沿框架接觸良好的由靜止下滑，金屬桿與導(dǎo)軌間滑動摩擦系數(shù)μ=0.5，設(shè)磁場區(qū)域無限大。(重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6)求：
(1)在桿滑動過程中，桿所受到的滑動摩擦力大??；
(2)在桿滑動過程中，桿可以達(dá)到的速度最大值；
(3)導(dǎo)體桿從靜止釋放到達(dá)到最大速度用時3s，求此過程中，電阻R1上產(chǎn)生的熱量Q1。
參考答案
1.C
2.D
3.A
4.C
5.D
6.BD
7.BD
8.ABC
A 1.48 2.00 0.44 0.60
10.解：(1)粒子在加速器中做加速運(yùn)動，由動能定理得：qU1=12mv2
代入數(shù)據(jù)解得：v=4×105m/s
(2)兩板間距離為d=5cm=0.05m
粒子恰能通過速度選擇器，則有：qvB1=qU2d
代入數(shù)據(jù)解得：U2=2×103V
(3)粒子在B2磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，有：qvB2=mv2R
代入數(shù)據(jù)解得：R=0.05m
答：(1)粒子經(jīng)過加速器后的速度v為4×105m/s；
(2)速度選擇器兩板間電壓U2為2×103V；
(3)粒子在B2磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑R為0.05m。
11.解：(1)導(dǎo)體的電子定向移動形成電流，電子的運(yùn)動方向與電流方向相反，電流方向向右，則電子向左運(yùn)動，由左手定則判斷電子會偏向A端面，A板上出現(xiàn)等量的正電荷，電場線向上，所以下側(cè)面A′的電勢高于側(cè)面A的電勢；
(2)當(dāng)電場力與洛倫茲力平衡時，根據(jù)平衡條件有
eU1?=evB1
解得
v=U1B1?；
(3)由電流微觀表達(dá)式得
I=neSv=nv?de
解得
v=In?ed
又
v=UB?
聯(lián)立得
B=nUedI。
答：(1)達(dá)到穩(wěn)定時，導(dǎo)體板下側(cè)面的電勢高；
(2)此時電子做勻速直線運(yùn)動的速度為U1B1?；
(3)此時磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為nUedI。
12.解：(1)對導(dǎo)體棒做受力分析易得，導(dǎo)體棒運(yùn)動所受支持力：FN=mgcsθ
滑動摩擦力：f=μFN
聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可得：f=2N
(2)導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，相當(dāng)于一個電源，R1、R2為外電路，且R1、R2為并聯(lián)關(guān)系，當(dāng)桿L達(dá)到最大速度vm時有導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：Em=BLvm
電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流：Im=EmR總
對電路分析可知：R總=R1R2R1+R2
導(dǎo)體棒所受安培力：F=BImL
速度最大時，加速度為0，根據(jù)平衡條件有：F+f=mgsinθ
聯(lián)立以上方程，解得最大速度：vm=2m/s
(3)從靜止釋放到達(dá)到最大速度過程中，假設(shè)某時速度為v，
對導(dǎo)體棒有導(dǎo)體棒產(chǎn)生感應(yīng)電動勢：E=BLv
電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流：I=ER總
對電路分析可知：R總=R1R2R1+R2
導(dǎo)體棒所受安培力：F=BIL
導(dǎo)體棒加速度：mgsinθ?f?F=ma
對時間累計有：∑(mgsinθ?f?F)?Δt=∑ma?Δt
最后結(jié)果就是：(mgsinθ?f)t?B2L2R1R2(R1+R2)x=mvm
解得此過程導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑：x=4m
根據(jù)能量守恒有：mgxsinθ=12mvm2+fx+Q
R1、R2兩阻值兩端電壓時刻相等，所以電阻R1上產(chǎn)生熱量Q1有：Q1=R2R1+R2Q
聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得：Q1=2J
答：(1)在桿滑動過程中，桿所受到的滑動摩擦力大小為2N；
(2)在桿滑動過程中，桿可以達(dá)到的速度最大值為2m/s；
(2)此過程中，電阻R1上產(chǎn)生的熱量Q1為2J。

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